Реферат: Попутный нефтяной газ (ПНГ) – смесь углеводородов, выделяющихся из нефти в процессе ее добычи и переработки. В состав ПНГ входят как легкие углеводороды (метан, этан, пропан), так и более тяжелые предельные C3+ углеводороды, из-за которых в свою очередь становится невозможным прямое использование ПНГ в качестве топлива или его транспортировка на газоперерабатывающие заводы. Экономически оправданная утилизация «жирных» газов, содержащих менее 40 об. % метана и большое количество углеводородов С3+, по известным технологиям в России невозможна. В связи с этим ПНГ такого состава подвергается сжиганию на факелах, что отрицательно сказывается на экологической обстановке в районе добычи нефти. Однако существует несколько возможных вариантов полезной утилизации ПНГ. На данный момент один из наиболее перспективных путей утилизации ПНГ является его использование непосредственно на месторождении для выработки электричества и тепла на электростанциях малой мощности. Для реализации этого направления предлагается использовать паровую конверсии (ПК) «жирных» углеводородов, входящих в состав ПНГ, с преимущественным образованием метана или метано-водородных смесей [1]. Методом сорбционно-гидролитического осаждения была приготовлена серия Rh/Ce0.75Zr0.25O2 катализаторов. Основная идея этого метода состоит в том, чтобы образовать раствор «соль благородного металла + щелочной агент», который является метастабильным при заданных условиях (температуре, концентрациях) по отношению к осаждению гомогенного гидроксида металла. Это связано с кинетической инертностью комплексов металлов к гидролизу при комнатной температуре. Поскольку поверхность носителя ускоряет гетерогенное зарождение и рост частиц гидроксида металла, добавление носителя к смеси реагентов инициирует гидролиз, который приводит к равномерному осаждению металлов на поверхности носителя [2]. Выбранный носитель (композитный оксид церия-циркония) принимает непосредственное участие в реакции окисления-восстановления на поверхности катализатора, тем самым увеличивает активность используемого катализатора в ПК углеводородов [3]. Свойства приготовленных катализаторов были исследованы в ПК модельных смесей ПНГ при температурах 250-350 °С. Эксперименты проводились в кварцевом U-образном реакторе непрерывного действия с неподвижным слоем. Объемная скорости подачи реакционной смеси задавалась равной 1500 ч-1, что соответствует времени контакта 2,4 с. Концентрации газовых компонентов определяли с помощью хроматографа Chromos GC-1000, оборудованного двумя детекторами теплопроводности и пламенно-ионизационным детектором с метанатором. Катализаторы были активны и стабильны и обеспечивали полную конверсию С2+-углеводородов в СН4, СО2 и Н2 при Т = 320-350 °С и мольном отношении Н2О:С ≥ 0,33. Оказалось, что при температуре 334 °C образуется смесь, пригодная для использования в качестве топлива или транспортировки по трубопроводам. Кроме того, при конверсии пропана и более тяжелых алканов на Rh/Ce0.25Zr0.75O2 катализаторах в диапазоне низких температур (до 300 °C) увеличивается концентрация этана в реакционной смеси, что не наблюдается в присутствии других катализаторов паровой конверсии углеводородов. По всей видимости, этан является промежуточным продуктом реакции. Этан обладает большей теплотворной способностью, по сравнению с метаном, и может компенсировать отрицательный эффект образующегося углекислого газа на характеристики топливной смеси. Это уникальное свойство Rh-катализаторов позволяет получать в реакциях паровой конверсии газообразные смеси, содержащие некоторое количество этана, что в свою очередь полезно для варьирования термодинамических свойств (теплота сгорания, число Воббе, метановый индекс) получаемых топливных смесей.

Библиографическая ссылка: Урлуков А.С.
Пред-реформинг углеводородов, входящих в состав попутного нефтяного газа, на Rh/Ce0.75Zr0.25O2 катализаторах
В сборнике Химия и химическая технология в XXI веке: Материалы XXII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, посвященной 125-летию со дня основания Томского политехнического университета. – ТПУ., 2021. – Т.2. – C.96-97. – ISBN 9785438709961.

Идентификаторы БД: Нет идентификаторов

Цитирование в БД: Пока нет цитирований